螺杆桩施工方案

螺杆桩施工方案

一、编制依据

1.《铁路工程土工试验规程》（TB10102-2010）

2.《高速铁路路基工程施工技术规程》（Q/CR 9602-2015）；

3.《高速铁路路基工程施工质量验收标准》（TB10751-2010）；

4．《铁路工程地基处理技术规程》（TB10106-2010 J1078-2010）；

5.《高速铁路工程测量规范》TB10601-2009 J962-2009。

6.通过踏勘工地，从现场调查、采集、咨询所获取的资料；

7.宁夏自治区、地方及其所属有关部门在施工安全、工地治安、人员健康、环境保护及土地租用等方面的具体规定与技术标准；

8.建设同类及类似工程的施工经验、科技成果及用于本管段施工队伍的施工设备和技术力量情况。

9.路基已到施工图。

二、编制范围

本方案针对DK96+000～DK97+395.3段路基采用CFG桩对地基进行加固处理。

三、工程概况及主要工程数量

1、工程概况

1.1地理位置

本段路基起讫里程DK96+000-DK97+395.3，线路最大中心填高6m。工点区地貌属清水河河谷区， 平坦，地面高程1213-1220m。工点距宁卫较近，交通较为便利。

 1.2地形地貌与地质条件

工点区地貌属清水河河谷区，地形平坦，地面高程1213-1220。工点区底层主要为第四系全新统人工填土，冲积砂质黄土、粉土、粉质黏土、砂类土及细圆砾土。

1.3气象特征

线路通过地区属中温带半干旱气候区，具有典型的性季风气候和沙漠气候的特点，春暖迟、秋凉早、夏热短、冬寒长，风大沙多，干旱少雨，夏季炎热，冬季寒冷，昼夜、四季温差大，降雨集中，蒸发强烈为特征。年平均气温9.7～10.3℃，极端最高温度38.9℃，极端最低温度-26.9℃，最大月平均日较差31.7℃,年平均降雨量179.6～218.9mm，年平均蒸发量1813.3～2050.7mm，平均相对湿度52～57%，最大定时风速18～20.7m/s，平均风速2.2～3.2m/s，主导风向WE、NE及E，年平均八级以上大风日数2～8.7天，最大积雪厚度12～15cm，最大季节冻土深度66～cm

1.4水文地质条件

1.4.1地表水

工区地表水主要为灌溉渠水。

1.4.2地下水

工点区地下水以第四系松散层空隙潜水为主，埋深8.6-17.3m。

1.6地震

地震动参数区划表

本段工程所在地距宁为公路较近，交通较为便利。

2、主要工程数量

4.1施工人员及设备情况

⑴施工组织机构及人员配备

 本区段(DK96+000～DK97+395.3)螺杆桩施工由路基架子队螺杆桩施工班组承担施工任务，负责本区段路基加固处理工作。

表4-1    螺杆桩班组人员配备表

表4-2  螺杆桩主要施工机械及设备表

⑴根据桩位平面图及主要轴线，用全站仪放样，确定桩位。

⑵测量现场地面标高，确定设计桩顶标高。

4.3施工工期安排

螺杆桩施工总工期计划为2016年6月25日～2016年8月15日。

五、施工方案

螺杆桩具体施工顺序如下：施工准备→测量放线→钻机就位调平→钻进成孔→至设计标高停钻→泵送混凝土、提钻→至设计标高停泵→提钻至孔口→成孔→检测→截桩头→施工桩帽。

钻进过程中随时观察仪表电流，电流突然变大是说明已经进入硬层，进入硬层1m后达到设计深度。在钻至设计深度后，对于螺杆桩下段螺纹部分而言：反转动力头随之提钻是同时进行的，而且每旋转出的高度等于提升装置提升的高度。

5.1施工工艺说明：

⑴桩机就位，按测量放线位置将螺杆桩机就位，桩位偏差不应大于0.4倍桩径。

⑵对中调平，桩机就位后调平并稳固，确保垂直度偏差不大于1％。

⑶钻孔：钻头及钻杆为螺纹状，钻进时钻杆旋转一周，下降一个螺距，下钻过程中为保持钻杆稳定，钻机依据动力头的转速，实时自动调整大卷扬机放钢丝绳速度，使钻杆下降速度和放钢丝绳速度一致。即钻杆旋转一周，下降一个螺距（0.35m），在土体中形成螺纹状桩。

钻进时，钻杆转速控制在5~7转/分钟，随着地质变化，电流会逐渐变化，当进入设计硬层深度范围时，观察电流变化，如果电流变化突然加速，说明已经进入硬层，继续钻进1m，即可达到设计要求深度。并记录相应深度、地质及电流数据。

⑷提升钻头

钻头钻至设计深度后，桩机反向旋转提升钻杆，这时钢丝绳拉力控制在单股2t拉力（共10股钢丝绳合计20t拉力，与钻杆重量20t相当），提钻时可根据实际情况调整钻杆转速，提升过程中严格控制钻杆提升速度和旋转速度向协调，保持钻杆反向旋转一周，提升一个螺距。提到螺纹部分的顶段设计深度时（桩顶下1/3桩长的位置），钻杆正向旋转并提升产生柱状空间。 

⑸泵送混凝土。

提钻杆前，将制备好的混凝土采用泵送方式泵入钻杆杆芯，钻杆长度24m，杆芯内孔直径0.16m，在顶部21m位置预留排气孔，混凝土从钻杆顶端灌入，排气孔排出混凝土时，停止泵送混凝土，开始提钻杆，这时杆芯内混凝土量约为0.4立方米，经过计算，螺杆桩直杆段混凝土每米约0.2立方米，钻杆杆芯内混凝土可以保证灌入桩体2m；钻杆每提升1m，向混凝土输送泵发出一次警报，混凝土输送泵再次向钻杆泵送混凝土，直到混凝土溢出排气孔，如此循环直到钻杆提升至最后2m。

钻杆提升最后2m时，最后一次将钻杆杆芯泵送满混凝土，这时钻杆杆芯内混凝土量可以灌注2m的桩体，混凝土自身压力会将混凝土压入到钻杆周围，并且从钻杆与土层之间的缝隙中压出地面，提钻过程中，发现地面压出的混凝土变少，则说明钻杆内混凝土量不足，继续泵入混凝土，反之可以继续提钻。

⑹停泵。提钻时钻探到达桩顶设计标高处停止泵压混凝土，为保证桩身顶部混凝土强度及截桩头，灌注混凝土时超灌量控制在20cm～40cm左右。

⑺提出钻头。待钻孔中心混凝土形成柱状体后，缓慢地提出钻头，本次试桩桩顶标高与地面标高相差很小，混凝土灌注至桩顶时，钻头直接提出地面。

⑻桩身成桩，准备下一循环作业。

⑼桩身成桩后，尽快清理附近浮土，采用专用桩头切割机截桩头，截桩头后，桩身切口平整，桩身无裂纹。

⑼截桩头后施工桩帽，施工前安装模板，控制桩头尺寸，桩帽混凝土为C35。

施工工艺流程详见框图5-1  螺杆桩施工工艺框图。

框图5-1  螺杆桩施工工艺框图

5.2施工注意事项

⑴螺杆桩一般从线路中心往两侧布桩，坡脚处应有1排桩。清土和截桩时，不得造成桩顶标高以下桩身断裂和扰动桩间土。

⑵必须按照设计的桩位、桩径、桩长和桩数施工，桩位偏差不应大于0.4倍桩径，桩长不应小于设计值，垂直度偏差不应大于1%。

⑶螺杆桩钻孔，管内泵压混合料成桩施工的坍落度宜为160～200mm。

⑷螺杆桩钻孔、管内泵压混合料灌注成桩施工在钻至设计深度后，应准确掌握提拔钻杆时间，混合料泵送量应与提拔钻杆速度相配合，遇到饱和砂土或饱和粉土层，不得停泵待料。

⑸桩身施工质量检验：成桩28天后低应变检查桩身完整性，抽检为桩数的10%,且每一工点不少于3根。成桩28天后采用单桩或复合地基载荷试验，抽检率为桩数的0.2%，且每一工点不少于3根。

5.3螺杆桩施工质量保证措施

⑴试桩是为了检验螺杆桩施工工艺、机械性能及质量控制，核对地质资料，检查桩身混凝土密实度、强度和桩身垂直度，根据发现的问题修订施工工艺，试桩中，要做好详细记录。

⑵螺杆桩的数量、布置形式及间距符合设计要求。

⑶桩长、桩顶标高及直径应符合设计要求。

⑷螺杆桩施工中，每台班均须制作1组试件，进行28d强度检验，成桩28d后应及时进行单桩承载力或复合地基承载力试验，其承载力、变形模量应符合设计要求。

⑸为保证施工中混合料的顺利输送，施工中采取强制式搅拌机。

⑹桩身每方混合料掺加粉煤灰量及坍落度控制根据配合比试验结果进行控制。

⑺桩头截桩采用专用截割机，清土和截桩时，不得造成桩顶标高以下桩身断裂和扰动桩间土，截桩头后，切口平整桩身无裂痕。

⑻跳打施工时应及时清除成桩时排出的弃土，否则会影响施工进度。

⑼整个施工过程中，安排质检人员旁站监督，并作好施工原始记录，记录钻压电流值、孔深、单孔混凝土灌入量、堵管及处理措施等。

⑽螺杆桩施工属隐蔽工程，施工完毕报监理签认后方可进行下一道工序施工。

5.4常见质量缺陷的原因及控制技术

⑴导管堵塞

由于混凝土配合比或塌落度不符合要求、导管过于弯折或者前后台配合不够紧密。

控制措施：

保证粗骨料的粒径、混凝土的配合比和塌落度符合要求。

灌注管路避免过大变径和弯折，每次拆卸导管都必须清洗干净。

加强施工管理，保证前后台配合紧密，及时发现和解决问题。

⑵偏桩

一般有桩平移偏差和垂直度超标偏差两种。多由于场地原因，桩机对位不仔细，地层原因使钻孔对钻杆跑偏等原因造成。

控制措施：

施工前清除地下障碍，平整压实场地以防钻机偏斜； 

放桩位时认真仔细，严格控制误差。桩机的水平度和垂直度在开钻前和钻进过程中注意检查复核。

⑶断桩，夹层

由于提钻太快泵送砼跟不上提钻速度或者是相邻桩太近串孔造成。

控制措施：

保持砼灌注的连续性，可以采取加大砼泵量，配备储料罐等措施。

控制提速，确保中心钻杆内有0.1m3 以上的混凝土，灌注过程中因意外原因造成灌注停滞时间大于混凝土的初凝时间时，应重新成孔灌桩。

⑷桩身砼强度不足

受泵送混凝土技术要求，塌落度一般不小于18~20cm，因此要求和易性好。配合比中一般加粉煤灰，这样砼前期强度低，加上粗骨料粒径小，如果不注意对用水量的控制仍容易造成砼强度低。

⑸桩头质量问题

多为夹泥、气泡、砼不足、浮浆太厚等，一般由于操作控制不当造成。

控制措施：

保持钻杆顶端气阀开启自如，防止砼中积气造成桩顶砼含气泡。

桩顶浮浆因孔内出水或砼离析造成，应超灌排除浮浆后才终孔成桩。

六、桩基检测

螺杆桩试桩检测内容及方法见表6-1的规范要求。

表6-1    螺杆桩试桩施工的允许偏差、检验数量及检验方法

⑴测量资料必须经换手复核无误，再报监理工程师审查认可，方可用于施工，并对中线桩、水准点建立定期复测检查制度，测量与施工建立联系制度，对监控测量的数据及时反馈到施工方案中，并根据反馈信息及时调整施工方法，确保施工质量

⑵为保证螺杆桩桩身质量，混凝土根据试验配合比数据在混凝土拌和站集中搅拌。

⑶螺杆桩的数量、布置形式及间距符合设计要求。

⑷桩长、桩顶标高及直径应符合设计要求。

⑸螺杆桩施工中，每台班均须制作1组试件，进行28d强度检验，成桩28d后应及时进行单桩承载力或复合地基承载力试验，其承载力、变形模量应符合设计要求。

⑹为保证施工中混合料的顺利输送，施工中采取强制式搅拌机。

⑺桩身每方混合料掺加粉煤灰量及坍落度控制根据配合比试验结果进行控制。

⑻截桩采用专用截桩机，不得造成桩顶标高以下桩身断裂和扰动桩间土。

⑼跳打施工时应及时清除成桩时排出的弃土，否则会影响施工进度。

⑽整个施工过程中，安排质检人员旁站监督，并作好施工原始记录，记录钻压电流值、孔深、单孔混凝土灌入量、堵管及处理措施等。

⑾螺杆桩施工属隐蔽工程，施工完毕报监理签认后方可进行下一道工序施工。

八、安全保证措施

8.1 安全防护保障措施

8.1.1 各项制度保证

（1）建立和健全安全生产管理网络，落实安全生产责任制。项目设安全总监、专职安全工程师、现场设专职安全员、安全防护员、驻站联络员；工班设兼职安全员。施工负责人、副队长、工班长、岗位工人及各职能部门严格执行安全生产管理责任制，形成安全生产网络，做到思想到位、领导到位、措施到位、分工明确、责任到人；

（2）工程施工前，对所有参建员工进行安全生产教育，组织学习法律法规知识、铁道部有关劳动保护条例、规定以及广铁集团有关安全生产的文件、通知，特别要学习《广铁集团铁路营业线施工安全管理实施细则》（广铁运发〔2012〕310）及《工务安规》等相关文件规定，提高安全意识，增强安全防范及自我保障能力，杜绝安全事故发生；

（3）邻近营业线施工，必须保证既有营业线行车安全及人身安全，必须严格按照路局相关规定和要求进行施工，必须做到没有经建设单位或上级主管部门审批确认的施工组织方案，没有与设备管理部门签订好施工安全配合协议，没有制定安全技术措施不得施工；施工方案经审核批准后，必须严格按照方案施工。

（4）邻近营业线施工必须设专职驻站站联络员、安全防护员等，防护人员必须经过广铁集团培训，考试合格，方可担任该项工作，防护人员在执行任务时，必须穿着规定的服装、佩戴易于识别的证章，按规定带齐防护信号和备品，必须持证上岗，随时接受上级领导和设备单位安全监督员的检查，防护人员执行任务时必须精神饱满，班前、中不得饮酒，如有违反，立即停止其工作；

（5）驻站联络员必须熟悉本区段内列车运行情况，尤其要求熟记本区段旅客列车到、发（通过）时刻，通过在两端设置安全防护员瞭望来车，通过用统一频率的专用对讲机及时准时地将施工命令及列车运行情况转告工地防护员及现场施工负责人，现场加强防护和警戒；施工前驻站联络员要在相应车站进行登、销记。

（6）防护人员上岗后，必须坚守岗位，不得擅自离岗。防护通信设备必须妥善保管，经常检查试用，保证在使用时性能良好，相互通话时，必须严格执行复诵制度，防止错听，及时记录通话内容；

（7）做好技术交底和班前安全交底；

（8）做好对施工人员的保护。作业人员进入施工现场必须穿戴相应的劳动保护用品，作业前应按设备的操作规程进行检查，作业中严格遵守劳动纪律，服从指挥，不得酒后上岗或连续疲劳作业，非操作人员不能操作施工机械；

（9）严格按与各设备管理部门签订的安全协议和划定的界限施工，严禁私自扩大施工范围。安全监督体系成员随时跟踪检查，督促；

（10）特种作业人员，机械设备、小型机具操作人员，必须经专业安全技术培训考试合格后，方可持证上岗；

（11）坚持24小时工地防护检查制。检查营业线基础及路基边坡有无变形开裂等异常情况，发现问题立即消灭；

（12）我项目部加强与工务段联系，上报月、周安全监督计划，临时更改时及时与工务段联系，现场监督员未到场严禁施工；

8.1.2营业线管线安全防护措施

（1）施工前会同相关设备管理单位进行现场核对确认，查明路径，设立标志。产权单位确认后并在其监督下方可进行防护和施工迁改工作；

（2）在查明的地下管线、电缆路径两侧各1.5m范围内不得用机械挖掘，严禁用铁镐和双齿尖耙挖掘，并做到逐层轻插浅挖，施工时必须有设备管理单位进行现场安全监督，未指定管线位置，严禁施工，人工探挖，挖出电缆必须经现场监护人员确认为旧或废电缆后就地埋置，不得拆断；

（3）严禁挖掘机、推土机、装载机、履带式机械等大型机械在地下管线２米以内动土运行，或在未探明区域盲目作业；

8.1.3螺杆桩施工安全技术措施

(1)施工现场做到布局合理，场地平整，机械设备安置稳固、材料堆放整齐、用电设施安装触电保护器。施工现场设有醒目的安全标语和安全警示标志，提醒所有施工人员注意安全。

(2)在必要的地点和时间内，应设置照明和防护、警告信号和看守。

(3)所有电器设备、运输设备、机械设备等，必须加强保养，使其保持良好的工作状态及具有完备的安全装置，所有机具设备的操作人员必须经过严格训练，持证上岗，并严格遵守操作规程，严禁违章作业。

 (4)施工场地内的电缆、电线、地下管道、地下线路应调查清楚，采用挖探法和“管钻脱靴试探法”试探钻进，以确保地下管道、线路、建筑的安全。

(5)施工人员进入钻场工作必须穿戴合体的工作服、劳保鞋和安全帽，严禁敞开衣襟工作。

(6)施工场地内的各种运输道路、动力通讯线路、供浆管路、电缆和其它临时工程，其相互间均保持有安全距离，通道有照明设备，工地平整，并保持排水，排污畅通。

(8)移动钻机时必须切断主电源，并挂警示牌；开机前，须认真检查所有电路、开关、接头，确认无问题后，方可推闸送电。

 (11)施工中严格遵循《铁路工程地质钻探规程》(TB10014-98)中的安全防护规定确保安全目标的实现。

8.1.4行车安全保障措施

(1)工地作业前，按要求在行车安全限界外设置防护栅栏硬隔离封闭措施，严禁各项施工作业超过硬隔离区。线路两侧尽量避免堆码料具，确需堆码时，应堆码整齐、牢固，防止料具侵限。下班前，工地负责人须安排专人检查整理。

(2)列车通过施工区时要停止施工。

(3)严禁人员、机具跨线作业，沿既有线搬运设备和材料时只许抬着走，不允许扛着走。

(4)注浆过程中在列车通过后，应对线路进行检查（每过一次列车利用万能道尺检查线路，并做好记录）。如发现线路异状，经整修后方可放行列车。

(5)防护人员按标准化要求进行防护，施工期间须检查并确保各施工料具无侵限，保证列车施工地段的安全运行。

8.1.5人员安全保证措施

（1）抓好施工人员管理与培训。针对本工程的特点，开工前对职工进行岗前培训；进行安全基本知识和技能教育，进行遵章守纪和标准化作业的教育，并认真学习铁道部的《铁路施工技术安全规则》，经考试合格持证上岗；参加营业线施工的劳务工必须签定使用合同明确安全责任，并对其进行施工安全和技能培训，合格后持证上岗，并选派责任心强、熟悉技术和管理的正式职工带领，做好岗位安全联控、互控和自控，落实安全措施。

（2）对施工地段建立日常巡查制度，对重点施工地段实施安全员跟班监督制度，并接受运输部门安全监察人员的监督检查，在既有线旁作业人员遵守“八严禁”：严禁防护人员不穿黄色服装上岗；严禁防护人员随意显示停车信号；严禁施工人员在既有线上坐卧休息或行走；严禁未按规定设防护进行施工；严禁各种施工机具、材料侵入限界；严禁在列车运行中扒车、跳车；严禁抢道钻车；严禁在两线间避车。

8.1.6大型机械设备安全保证措施

（1）大型机械进场使用前必须做好原地面的处理，对软弱地质必须进行换填并夯实处理，垫平机架，保持设备稳定，确保机械设备稳固和移机过程的安全。不得停放在坡道上；

（2）大型设备应尽量摆放在远离营业线侧10m以外。大型机械设备不得侵入铁路信号机外侧1m范围内。

（3）大型机械施工必须严格执行“一机一人”制度进行防护；

（4）在营业线进行吊装作业前，必须提前对施工现场进行调查，确保吊车投影不入侵营业线限界，并使用白灰画出吊车安全停放区，吊车必须停放在安全施工区内进行吊装作业；

（5）操作期间各监控人员必须到位，相关设备单位没有到场不得进行吊装作业；

（6）加强作业人员岗前培训工作，增强作业人员的安全意识。为防止吊车施工过程中因为吊车的违规操作，施工之前，必须对司机、信号指挥工等进行岗前培训，考试合格后持证上岗，施工时必须严格按照机械操作规程及细则进行机械设备操作，施工中要派专人对吊装作业进行防护，做到“一机一人”防护，并且必须遵守以下规则：

1）施工之前检查吊车各部技术状况应处于良好状态，重点检查操纵装置,液压装置,安全装置和钢丝绳等,检查符合要求,方准吊装，严禁吊车带病作业。吊车起步前应观察车辆四周情况,确认安全后(气压式制动的车辆待气压表读数达到规定的数值)鸣笛起步。司机在操纵作业中必须与起重工密切配合,听从指挥人员的信号指挥。工作中,司机对任何人发出的紧急停车信号必须响应，立即停车；

2）作业现场的大小、地质的松软程度应不影响吊车作业安全，不准在5%以上的坡道上横向起吊作业,如必须作业时,须将车身垫平； 

3）吊车吊装机具设备及物料时，应先将重物吊离地面10厘米左右,检查吊车的稳定性和制动器等是否灵活有效,在确认正常安全情况下,方可继续工作；

4）吊车在进行满负荷和接近满负荷起吊时,禁止同时进行两个或两个以上操作动作,起重臂的左右旋转角度不准超过45°；

5）吊车作业时必须严格执行起重性能技术规定。不得在有载荷的情况下调整起升,变幅机构的制动器。吊装易滑脱物件时,吊钩、吊索应采取防滑措施。

6）严禁用吊车载人升降,工作中禁止用手触摸钢丝绳和滑轮；

7）严格遵守起重机“十不吊”：

①指挥信号不明或违章指挥不吊；②超负荷不吊；③工作紧固不牢不吊；④吊物上面有人不吊；⑤安全装置不灵不吊；⑥工件埋在地下不吊；⑦光线阴暗视线不清不吊；⑧斜拉工件不吊；⑨棱角物件没有防护措施不吊；⑩容器过满不吊。

7）指挥人员必须熟悉指挥设备的性能，发出的信号清晰、明确；

8）在大风(超过六级)、大雨、大雾等恶劣天气以及夜间严禁作业吊装作业。

九、环境保护及文明施工措施

9.1环境保护

成立环境保护小组，专门负责环境保护工作，制定环境保护规划并严格执行。

9.1.1粉尘控制措施

⑴现场定期撒水，减少灰尘对周围环境的污染。

⑵严禁在施工现场焚烧有毒、有害、有恶臭气味的物质。

⑶装卸或清理有粉尘的材料时，提前在现场撒水。

⑷严禁向现场周围抛掷垃圾。

9.1.2噪声控制

⑴加强机械设备的维修保养工作，确保机械运转正常，降低噪声。

⑵夜间施工时，监督职工不得敲打钢管等，尽量减小噪音，施工时严禁大声喧哗。

9.2现场文明施工

⑴做好现场施工平面布置的管理

施工现场各种材料及设施按平面图布置，做到整齐美观，保证场区道路畅通。

⑵现场文明施工

施工现场设卫生负责人，派专人进行管理，责任到人。生产及生活区垃圾及时清运。

附表     表C.0.11螺杆桩施工记录表

编号：